Um robô aprendeu a combinar visão e toque

Resumo: Combinando algoritmos de aprendizado profundo com engenharia robótica, os pesquisadores desenvolveram um novo robô capaz de combinar visão e toque.

Fonte: EBRAINS / Projeto Cérebro Humano

Na nova infraestrutura de pesquisa EBRAINS, os cientistas do Projeto Cérebro Humano conectaram o aprendizado profundo inspirado no cérebro a robôs biomiméticos.

Como o cérebro nos permite perceber e navegar pelo mundo é um dos aspectos mais fascinantes da cognição. Ao nos orientarmos, combinamos constantemente as informações de todos os seis sentidos de uma maneira aparentemente fácil – um recurso que mesmo os sistemas de IA mais avançados lutam para replicar.

Na nova infraestrutura de pesquisa EBRAINS, neurocientistas cognitivos, modeladores computacionais e roboticistas estão agora trabalhando juntos para lançar uma nova luz sobre os mecanismos neurais por trás disso, criando robôs cujo funcionamento interno imita o cérebro.

“Acreditamos que os robôs podem ser aprimorados com o uso de conhecimentos sobre o cérebro. Mas, ao mesmo tempo, isso também pode nos ajudar a entender melhor o cérebro ”, diz Cyriel Pennartz, professor de Cognição e Neurociências de Sistemas na Universidade de Amsterdã.

No Projeto Cérebro Humano, Pennartz colaborou com os modeladores computacionais Shirin Dora, Sander Bohte e Jorge F. Mejias para criar arquiteturas de redes neurais complexas para percepção com base em dados da vida real de ratos. Seu modelo, apelidado de “MultiPrednet”, consiste em módulos para entrada visual e tátil e um terceiro que os mescla.

“O que conseguimos replicar pela primeira vez é que o cérebro faz previsões em diferentes sentidos”, explica Pennartz. “Assim, você pode prever como algo vai se sentir olhando para ele e vice-versa”.

A forma como essas redes “treinam” se assemelha a como os cientistas pensam que nosso cérebro aprende: Gerando constantemente previsões sobre o mundo, comparando-as com entradas sensoriais reais e, em seguida, adaptando a rede para evitar futuros sinais de erro.

Para testar o desempenho do MultiPrednet em um corpo, os pesquisadores se uniram a Martin Pearson no Laboratório de Robótica da Bristol. Juntos, eles o integraram em Uísque, um robô semelhante a um roedor que explora autonomamente seu ambiente, usando câmeras montadas em cabeçotes para os olhos e 24 bigodes artificiais para coletar informações táteis.

Os pesquisadores observaram as primeiras indicações de que o modelo baseado no cérebro tem uma vantagem sobre os sistemas tradicionais de aprendizado profundo: especialmente quando se trata de navegação e reconhecimento de cenas familiares; o MultiPredNet parece ter um desempenho melhor – uma descoberta que a equipe agora investiga mais profundamente.

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Na nova infraestrutura de pesquisa EBRAINS, neurocientistas cognitivos, modeladores computacionais e roboticistas estão agora trabalhando juntos para lançar uma nova luz sobre os mecanismos neurais por trás disso, criando robôs cujo funcionamento interno imita o cérebro. Crédito: Projeto Cérebro Humano / EBRAINS

Para acelerar esta pesquisa, o robô foi recriado como uma simulação na Plataforma de Neurorobótica da infraestrutura de pesquisa EBRAINS. “Isso nos permite fazer experimentos de longa duração ou mesmo experimentos paralelos sob condições controladas”, diz Pearson. “Também planejamos usar as Plataformas de Computação Neuromórfica e de Alto Desempenho para modelos muito mais detalhados de controle e percepção no futuro.”

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Todas as ferramentas de código e análise da obra estão abertas no EBRAINS, para que os pesquisadores possam realizar seus próprios experimentos. “É uma situação única”, diz Pennartz: “Pudemos dizer, aqui está um modelo interessante de percepção baseado em neurobiologia, e seria ótimo testá-lo em uma escala maior com supercomputadores e incorporado em um robô. Fazer isso normalmente é muito complicado, mas EBRAINS torna isso possível. ”

Crédito: Projeto Cérebro Humano

Katrin Amunts, Diretora de Pesquisa Científica do HBP diz: “Para entender a cognição, precisaremos explorar como o cérebro atua como parte do corpo em um ambiente. A neurociência cognitiva e a robótica têm muito a ganhar uma com a outra a esse respeito. O Projeto Cérebro Humano reuniu essas comunidades e, agora, com nossa infraestrutura permanente, é mais fácil do que nunca colaborar. ”

Pawel Swieboda, CEO da EBRAINS e Diretor Geral do HBP, comenta: “Os robôs do futuro se beneficiarão das inovações que conectam percepções da ciência do cérebro à IA e robótica. Com EBRAINS, a Europa pode estar no centro desta mudança para IA e tecnologia mais bioinspiradas. ”

Acesso ao Experimento através do Mapa de Conhecimento EBRAINS: https://search.kg.ebrains.eu/instances/Model/2164c2b9bbb66b42ce358d108b5081ce

Sobre esta notícia de pesquisa de robótica

NeuroscienceNews gostaria de agradecer a Peter Zekert por fornecer essas notícias de pesquisa de robótica.

Fonte: Projeto Cérebro Humano / EBRAINS
Contato: Peter Zekert – Projeto Cérebro Humano / EBRAINS
Imagem: A imagem é creditada a Human Brain Project / EBRAINS

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